[科普中国]-三螺杆泵

简介概念

液体在压差作用下进入啮合空间容积。当容积增至最大而形成一个密封腔时，液体就在一个个密封腔内连续地沿轴向移动，直至排出腔一端。这时排出腔一端的螺杆啮合空间容积逐渐缩小，而将液体排出。三螺杆泵的工作原理与齿轮泵相似，只是在结构上用螺杆取代了齿轮。表为各种螺杆泵的特点和应用范围。三螺杆泵的流量和压力脉冲很小，噪声和振动小，有自吸能力，但螺杆加工较困难。泵有单吸式和双吸式两种结构，但单螺杆泵仅有单吸式。三螺杆泵必须配带安全阀(单螺杆泵不必配带），以防止由于某种原因如排出管堵塞使泵的出口压力超过容许值而损坏泵或原动机。

杆泵结构三螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。中间螺杆为主动螺杆，由原动机带动回转，两边的螺杆为从动螺杆，随主动螺杆作反向旋转。主、从动螺 杆的螺纹均为双头螺纹。

三螺杆泵是螺杆式式容积泵。在三螺矸泵中，由于主螺杆与从动螺杆上螺旋槽相互啮合及它们与衬套三孔内表面的配合，得以在泵的进口与出口之间形成数级动密封室，这些动密封室将不断把液体由泵进口轴向移动到泵出 口，并使所输送液体逐级升压。从而形成一个连续、平稳、轴向移动的压力液体。三螺杆泵所输送液体为不含固体颗粒，无腐蚀性油类及类似油的润滑性液体，高粘度液体亦可通过加温降粘后输送，其温度不超过150oC。

工作原理由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之间，就会被分隔成一个或多个密封空间。随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的液体封入其中，并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端，将封闭在 各空间中的液体不断排出，犹如一螺母在螺纹回转时被不断向前推进的情形那样，其中螺纹圈数看做液体，当螺钉旋转时螺纹在转动时就相当于液体在螺杆泵里面的情形，这就是螺杆泵的基本工作原理。

螺杆与壳体之间的密封面是一个空间曲面。在这个曲面上存在着诸如ab或de之类的非密封区，并且与螺杆的凹槽部分形成许多三角形的缺口abc、def。这些三角形 的缺口构成液体的通道，使主动螺杆凹槽A与从动螺杆上的凹槽B、C相连通。而凹槽B、C又沿着自己的螺线绕向背面， 并分别和背面的凹槽D、E相连通。由于在槽D、E与槽F(它属于另一头螺线)相衔接的密封面上，也存在着类似于正面的三角形缺口a’b’c’，所以D、F、E也将相通。这样，凹槽ABCDEA也就组成一个“∞” 形的密封空间(如采用单头螺纹，则凹槽将顺轴向盘饶螺杆，将吸排口贯通，无法形成密封)。不难想象，在这样的螺杆 上，将形成许多个独立的“∞”形密封空间，每一个密封空间所占有的轴向长度恰好等于累杆的导程t。因此，为了使螺杆能吸、排油口分隔开来，螺杆的螺纹段的长度至少要大于一个导程。

从上述工作原理可以看出，螺杆泵有以下优点：

1)压力和流量范围宽阔。压力约在3.4-340千克力/cm 2，流量可达18600cm3/分；

2)运送液体的种类和粘度范围宽广；

3)因为泵内的回转部件惯性力较低，故可使用很高的转速；

4)吸入性能好，具有自吸能力；

5)流量均匀连续，振动小，噪音低；

6)与其它回转泵相比，对进入的气体和污物不太敏感；

7)结构坚实，安装保养容易。

螺杆泵的缺点是，螺杆的加工和装配要求较高；泵的性能对液体的粘度变化比较敏感。

特点：

定子与转子接触的螺旋封线将收入腔与排出腔完全分开，使泵具有阀门的隔断作用；

可实现液、气、固体的多相混输；

泵内流体流动时容积不发生变化，没有瑞流搅动和脉；

弹性定子形成的容积腔能有效地降低输送含固体颗粒介质时的磨耗

输入介地粘度可达50000Mpa·s含固量可达50%

流量与转速正比，借助调速器可实现量的自动调节

泵可以正反输送。

三螺杆泵特点及优点（1）压力和流量范围宽阔，流量范围0.2～320m3/h最高工作压力可达5MPa；

（2）运送液体的种类和粘度范围宽广，粘度范围1mm2/s-760mm2/s；

（3）因为三螺杆泵内的回转部件惯性力较低，故可使用很高的转速；

（4）吸入性能好，具有很强的自吸能力；

（5）流量均匀连续，振动小，噪音低，几乎没有脉动；

（6）三螺杆泵结构坚实，安装方便有(卧式、立式、法兰式、插装式）保养容易；

（7）三螺杆泵具有很强的耐热性，一般工作温度是（1~250°C)超过此温度需特制；

（8）根据所输送介质需要还可提供加热或冷却结构；

（9）三螺杆泵几乎没有磨损，三螺杆泵只要选型正确，使用寿命长。

（10）三螺杆泵的工作效率高

不同用途SN三螺杆泵，自吸。由于部件通用组合系列化有多种结构，可用于卧式，法兰式和立式安装。根据所输送介质需要还可提供加热或冷却结构。在供热设备中用做燃油喷油，燃油供应和输送泵。在机械工业中用做液压，润滑和遥控马达泵。在化学石油化工和食品工业中用做装载，输送和供液泵。在船舶上用做输送、增压、燃油喷射和润滑油泵以及船用液压装置泵。1

选型问题三螺杆泵选型时，要尽可能详尽地了解泵的使用条件，除了运行参数，如流量，压力需要清楚以外，输送介质的特性如介质的腐蚀性，含汽量，含固溶物的比率及固体颗粒的大小，以及介质的工作温度，粘度，比重，对材料的腐蚀性等和泵装置的吸入条件，安装条件均要了解，根据我们的经验，三螺杆泵选型时应注意以下几点：

转速的选择1.1 、以输送介质粘度和泵的规格确定转速范围：

输送高粘度介质时，泵应选低转速，若粘度较低，相应可选择高转速：

1）介质粘度 〉20 ° E 时，对于大规格的三螺杆泵（主杆外径 60mm 以上），转速以 970rpm 或 720rpm 为宜，如果粘度更高（粘度〉80 ° E ）如粘胶液，可降低转速使用，推荐 200-500rpm ；

2）对于小规格的三螺杆泵，介质粘度〉20 ° E 时，转速以 1450rpm 或 970rpm 为宜，如果粘度更高（粘度〉80 ° E ），可降低转速使用，推荐 300-600rpm ；

1.2 、由于泵的转速越高，在相同性能参数下，泵的体积就越小，但由于转速高，摩擦功率高，泵的磨损就大，寿命就短，如果输送介质的润滑性比较差或含有微量杂质，应选择较低转速，以使泵保持较长的寿命，推荐在 1450rpm 以下。

结构的选择2.1 、输送润滑性油类，温度在 80 ° C 以下选择内置轴承结构的泵；

2.2 、温度超过 80 ° C 或输送介质润滑性差时，选择外置轴承结构的泵；

2.3 、输送流动性差，粘度较高的介质或需要所输送介质进行加热或保温时选择双层加热泵体结构的泵；

2.4 、高温输送时，应选择耐高温的材料所制成的泵，请与我厂联系。

配套的选配泵的选型确定后，根据样本数据可查到三螺杆泵的轴功率 N ，该轴功率再加上一定的功率储备后，作为选配电机的依据，一般电机功率 Nm 应不小于泵轴功率 N 乘以功率储备系数 K 后所得值，K 值可参照下表取值：

|| ||

三螺杆泵的流量、压力在相同转速、粘度时近似呈直线关系，压力越高，流量越小。

相同粘度、压力下，三螺杆泵的流量与转速近似成正比。

相同转速、粘度下，轴功率与压力近似成正比。

同一粘度、压力下，轴功率与转速近似成正比。

粘度增大时，流量和轴功率均增加，但由于其中关系较复杂，必要时可向专业人员咨询。

总之，只要选型得当，维护合理，三螺杆泵就可保证令人满意的运行。2

泄露为何泄露三螺杆泵正常运转中突然泄漏有哪些原因？有三种原因，一是机械密封泄漏，二是安装出现的不同心，三是轴套磨损了，泵的泵体和衬套合为一体(统称泵体)，轴封为机械密封。三螺杆 泵具有多种结构形式，一般小流量0.2~6.5m3/h，泵的泵体和衬套合为一体(统称泵体)，轴封为机械密封。所输液体在泵内作轴向匀速直线运动，故压力脉动小，流量稳定，噪音低，由于转动部件惯性小，则起动力矩和振动很小。
三螺杆泵正常运转中突然泄漏原因主要有：
1、抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏；
2、对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效；
3、回流量偏大，导致吸人管侧容器(塔、釜、罐、池)底部沉渣泛起，损坏密封；
4、对较长时间停运，重新起动时没有手动盘车，摩擦副因粘连而扯坏密封面；
5、介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多；
6、环境温度急剧变化；
7、工况频繁变化或调整；
8、突然停电或故障停机等。三螺杆泵在正常运转中突然泄漏，如不能及时发现，往往会酿成较大事故或损失，须予以重视并采取有效措施。

准备工作1、三螺杆泵的进口应装有过滤器，通常通过过滤器的最大颗粒不大于0.Imm。
2、检查机组和连接部分是否固定牢固；检查吸人管路段以及仪表接头的连接是否密封。
3、检查联轴器之间是否有一定的间隙及严格控制两轴的对中，联轴器外圆的跳动不得超过0.05mm，联轴器的端面跳动不应超过0.Imme。
4、首次起动前三螺杆泵内应灌满工作介质。
5、检查进口管路上的吸人阀门和排出管路上的排出阀门是否完全打开。
6、用手转动三螺杆泵联轴器，手感螺杆转动应均匀、轻快，不得有任何转动勉强或卡住等现象。三螺杆泵的安装、调试的质量好坏，直接影响泵能否正常运行，并影响泵的使用寿命和性能参数。它对机组的振动和噪音，也有着至关重要的影响。所以泵的安装、调试必须利用合适的工具仔细进行。3

相关资料磨损原因螺杆磨损五点原因:

1、每种塑料，都有一个理想塑化的加工温度范围，应该控制料筒加工温度，使之接近这个温度范围。粒状塑料从料斗进入料筒，首先会到达加料段，在加料段必然会出现干性磨擦，当这些塑料受热不足，熔融不均时，很易造成料筒内壁及螺杆表面磨损增大。同样，在压缩段和均化段，如果塑料的熔融状态紊乱不均，也会造成磨损增快。

2、转速应调校得当。由于部分塑料加有强化剂，如玻璃纤维、矿物质或其他填充料。这些物质对金属材质的磨擦力往往比熔融塑料的大得多。在注塑这些塑料时，如果用高的转速成，则在提高对塑料的剪切力的同时，亦将令强化相应地产生更多被撕碎的纤维，被撕碎的纤维含有锋利末端，令磨损力大为增加。无机矿物质在金属表面高速滑行时，其刮削作用也不小。所以转速不宜调得太高。

3、螺杆在机筒内转动，物料与二者的摩擦，使螺杆与机筒的工作表面逐渐磨损：螺杆直径逐渐缩小，机筒的内孔直径逐渐加大。这样，螺杆与机筒的配合直径间隙，随着二者的逐渐磨损而一点点加大。可是，由于机筒前面机头和分流板的阻力没有改变，这就增加了被挤塑物料前进时的漏流量，即物料从直径间隙处向进料方向流动量增加。结果使塑胶机械生产量下降。这种现象又使物料在机筒内停留时间增加，造成物料分解。如果是聚乙烯，分解产生的氯化氢气体加强了对螺杆和机筒的腐蚀。

4、 物料中如有碳酸钙和玻璃纤维等填充料，能加快螺杆和机筒的磨损。

5、 由于物料没有塑化均匀，或是有金属异物混入料中，使螺杆转动扭矩力突然增加，这种扭矩超出螺杆的强度极限，使螺杆扭断。这是一种非常规事故损坏。

保养方式关于如何延长螺杆泵螺杆的使用寿命。

减少螺杆泵停井次数 ，对含砂井在停井前应采用清水或不含砂液体置换出泵体和油管内井液。防止出现砂埋油管 (气锚 )、砂卡等现象。

推广采用变频控制技术，解决抽油光杆的转速和可以减少启动扭矩的测定问题 ，完全实现实时、自动、连续 ，缓慢释放反转扭矩，减少在电机突然启动过程中扭矩及剪切力的突然升高，避免了反转，降低了抽油杆断、脱几率 ，延长了检泵周期 ，但只是将其做为软启动装置使用，针对海上地质情况复杂，螺杆泵气、水、油含量在不同压差下不同的现实情况，建议在所有安装变频器的螺杆泵油井其转速统一上调至 (工频 50 Hz、驱动头 5∶1) 186 r/ min利用变频器通过调节频率进行转速控制，通过试验选择最大效益点， 大大减少劳动强度。

注意事项1.三螺杆泵的转速选用

三螺杆泵的流量与转速成线性关系，相对于低转速的螺杆泵，高转速的螺杆泵虽然能增加了流量和扬程，但功率明显增大，高转速加速了转子与定子间的磨耗，必定使螺杆泵过早失效，而且高转速螺杆泵的定转子长度很短，极易磨损，因而缩短了螺杆泵的使用寿命。

通过减速机或无级调速机构来降低转速，使勘转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内，与高速运转的螺杆泵相比，使用寿命能延长几倍。

2.螺杆泵的品质

市场上的螺杆泵的种类较多，相对而言，进口的螺杆泵设计合理，材质精良，但价格较高，服务方面有的不到位，配件价格高，订货周期长，可能影响生产的正常运行。

国内生产的大都仿制进口产品，产品质量良莠不齐，在选用国内生产的产品时，在考虑其性价比的时候，选用低转速，长导程，传动量部件材质优良，额定寿命长的产品。

3.确保杂物不进入泵体

湿污泥中混入的固体杂物会对螺杆泵的橡胶材质定子造成损坏，所以确保杂物不进入泵的腔体是很重要的，很多污水厂在泵前加装了粉碎机，也有的安装格栅装置或滤网，阻挡杂物进入螺杆泵，对于格栅应及时清捞以免造成堵塞。

4.保持恒定的出口压力

螺杆泵是一种容积式回转泵，当出口端受阻以后，压力会逐渐升高，以至于超过预定的压力值.此时电机负荷急剧增加.传动机械相关零件的负载也会超出设计值，严重时会发生电机烧毁，传动零件断裂.为了避免螺杆泵损坏，一般会在三螺杆泵出口处安装旁通溢流阀，用以稳定出口压力，保持泵的正常运转。

5.避免断料

三螺杆泵决不允许在断料的情形下运转，一经发生，橡胶定子由于干磨擦，瞬间产生高温而烧坏，所以，粉碎机完好，格栅畅通是螺杆泵正常运转的必要条件之一，为此，有些螺杆泵还在泵身上安装了断料停机装置，当发生断料时，由于螺杆泵其有自吸功能的特性，腔体内会产生真空，真空装置会使螺杆泵停止运转。4